เคซีน

เคซีน   (  มาจากภาษา ซึ่งแปลว่า ชีส) เป็นชื่อของกลุ่มฟอสโฟโปรตีน คือ αS1, αS2, β, κ
โปรตีนเหล่านี้พบโดยทั่วไปในนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ซึ่งเป็นส่วนถึง 80% ของโปรตีนในนมวัว  และประมาณ 20%-45% ของโปรตีนในนมมนุษย์
เคซีนใช้ประโยชน์ได้หลายอย่างรวมทั้งเป็นส่วนประกอบหลักของชีส  สารเติมแต่งอาหาร  และตัวยึดในไม้ขีดไฟ
โดยเป็นอาหาร  เคซีนประกอบด้วยกรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรต และสารอนินทรีย์สองอย่างคือแคลเซียมและฟอสฟอรัส

 กรรมวิธีการผลิต 
เคซีนสามารถทำจากนมได้โดย 3 วิธีคือ
 ทิ้งนมให้บูด กรดแล็กติกที่เกิดขึ้นจะทำให้เคซีนตกตะกอน
 เติมกรดซัลฟิวริกหรือกรดไฮโดรคลอริกที่เจือจางแล้ว  กรดจะทำให้เคซีนตกตะกอน
 เติมสาร rennet ซึ่งมี เอนไซม์ rennin ซึ่งทำให้เคซีนตกตะกอน

 ส่วนประกอบ 
เคซีนมีกรดอะมิโนแบบ proline เป็นจำนวนมาก แม้ว่ากรดอะมิโนจะไม่มีปฏิสัมพันธ์ต่อกันและกัน
และไม่มีแม้แต่พันธะโคเวเลนต์ประเภท disulfide 
และดังนั้นจึงมีโครงสร้างโปรตีนแบบตติยภูมิ (tertiary structure) ที่น้อยมาก
เป็นโมเลกุลที่ไม่ถูกกับน้ำ  ดังนั้นจึงไม่ค่อยละลายน้ำ 
มักจะพบเป็นสารแขวนลอยอยู่ในน้ำรวมกันเป็นกลุ่มกลม ๆ เหมือนลูกบอล  (casein micelles)  โดยมีส่วนที่ไม่ถูกกับน้ำอยู่รอบนอก
แต่ว่า  ส่วนที่อยู่ด้านในของลูกบอลนั้นกลับชุ่มน้ำเมื่อเปรียบเทียบกับลูกบอลที่เกิดจากสารลดแรงตึงผิวประเภทอื่น ๆ
ส่วนเคซีนที่อยู่ในลูกบอลมีการยึดไว้ด้วยกันโดยไอออนของแคลเซียม  และแรงปฏิสัมพันธ์สืบเนื่องจากสภาพกลัวน้ำ (hydrophobic interaction)
มีแบบจำลองทางโมเลกุล (molecular model) หลายอย่างที่สามารถอธิบายการรวมตัวกันของเคซีนเป็นลูกบอลได้ (คือยังไม่ชัดเจนว่าแบบไหนกันแน่)
โดยมีแบบหนึ่งที่เสนอว่า  นิวเคลียสของลูกบอลประกอบด้วยลูกบอลเล็ก ๆ ของเคซีนหลายลูก และส่วนรอบนอกเป็นเคซีนแบบ κmicrovellosities of κ-casein 
อีกรูปแบบหนึ่งเสนอว่า  นิวเคลียสของลูกบอลประกอบด้วยใยที่เป็นเคซีนต่อ ๆ กัน  
และแบบล่าสุดเสนอว่า  มีพันธะคู่ระหว่างเคซีนจึงทำให้กลายเป็นเจลได้
ทั้งสามแบบจำลองพิจารณาลูกบอล (micelle) เช่นนี้ว่าเป็นอนุภาคคอลลอยด์เกิดจากการรวมตัวกันของเคซีนที่ล้อมด้วยเคซีนแบบ κ ซึ่งละลายน้ำได้

จุดไฟฟ้าเสมอ (จุดไอโซอิเล็กทริก) ของเคซีนอยู่ที่ 4.6จุดไฟฟ้าเสมอ  (isoelectric point) ของโมเลกุล  เป็นระดับ pH ที่ตัวโมเลกุลหรือผิวโมเลกุลไม่ปรากฏประจุไฟฟ้า  (electrical charge)  คือประจุไฟฟ้าสุทธิของโมเลกุลนั้นขึ้นอยู่กับค่าพีเอชของสิ่งที่อยู่แวดล้อม  และสามารถเปลี่ยนไปมีประจุบวกหรือประจุลบได้  ขึ้นอยู่กับการรับหรือการสูญเสียโปรตอน (หรือ H+)
เนื่องจากค่า pH ของนมอยู่ที่ 6.6 เคซีนจึงมีประจุไฟฟ้าลบในนม
เคซีนบริสุทธิ์ในน้ำจึงไม่ละลายน้ำ
และก็ไม่ละลายด้วยถ้าอยู่ในน้ำเกลือที่เป็นกลาง
แต่จะละลายในสารละลายที่มีสภาพเป็นด่าง  หรือในน้ำเกลือบางประเภทเช่นโซเดียมออกซาเลต (sodium oxalate) หรือโซเดียมแอซิเตต (sodium acetate)

ในกระบวนการแยกสลายเคซีนด้วยน้ำ  สามารถใช้เอนไซม์ทริปซินยึดเอา peptone ซึ่งประกอบด้วยฟอสเฟต ออกจากเคซีน
ซึ่งสามารถใช้เป็นกาวอินทรีย์ได้

ประโยชน์
สี
สีเคซีนที่ใช้โดยช่างศิลป์มีคุณสมบัติคือแห้งไว  ละลายน้ำได้  โดยเคซีนทำหน้าที่เป็นตัวจับสี
สีที่ทำจากเคซีนใช้กันมาตั้งแต่สมัยอียิปต์โบราณโดยเป็นสีฝุ่นเทมเพอราประเภทหนึ่ง  และเป็นสีที่นิยมมากที่สุดในงานศิลป์อาชีพจนกระทั่งคริสต์ทศวรรษ 1960 ที่เริ่มใช้สีอะคริลิกที่ประดิษฐ์ขึ้นใหม่แทน  สีเคซีนจึงเริ่มเสื่อมความนิยมไป
แต่สีเคซีนก็ยังเป็นที่นิยมกับจิตรกรวาดทิวทัศน์  แม้ว่าสีอะคริลิกก็เริ่มจะเป็นที่นิยมกับงานศิลป์แนวนี้เช่นกัน

กาว
กาวที่ทำจากเคซีน  น้ำ  หินปูน และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ เป็นกาวที่นิยมใช้ในงานไม้
และใช้ในการประกอบเครื่องบินด้วยจนกระทั่งราวปี ค.ศ. 1938-1939
นอกจากนั้นแล้ว  กาวเคซีนยังใช้ในการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าเพราะมีคุณสมบัติที่ให้น้ำมันซึมผ่านได้
แม้ว่าจะมีการใช้กาวยางสังเคราะห์ทดแทนไปโดยมากแล้ว  แต่ก็ยังมีการใช้กาวเคซีนในงานบางอย่าง  เช่นในการเคลือบประตูกันไฟและในการติดฉลากขวด

การผลิตชีส
ชีสประกอบด้วยโปรตีนและไขมันจากนม  โดยปกติของวัว  ควาย  แพะ  หรือแกะ
ผลิตโดยการจับก้อนของเคซีน

โดยทั่วไปแล้ว  จะมีการทำนมให้เป็นกรดแล้วจับเป็นก้อนโดยเติมเอนไซม์ประกอบที่เรียกว่า rennet ที่ประกอบด้วยเอนไซม์ย่อยโปรตีน  rennin ปกติได้มาจากกระเพาะอาหารของลูกวัว
หลังจากนั้นก็จะมีการแยกส่วนที่จับเป็นก้อน  แล้วผ่านวิธีกรรมอื่น ๆ ซึ่งกลายเป็นชีสโดยที่สุด

โดยที่ไม่เหมือนโปรตีนมากมายหลายชนิด  เคซีนจะไม่จับเป็นก้อนเพราะความร้อน
คือ  ในกระบวนการทำเคซีนให้จับเป็นก้อน  เอนไซม์ย่อยโปรตีนที่ทำให้เคซีนจับเป็นก้อนจะมีกัมมันตภาพต่อเคซีนประเภทที่ละลายน้ำได้  ซึ่งก็คือ  เคซีน κ และทำให้เกิดการจับก้อนในเคซีนที่เหลือเพราะไม่ละลายน้ำ
และถ้าจับก้อนร่วมกับสาร chymosinchymosin เป็นเอนไซม์ย่อยโปรตีนอีกประเภทหนึ่งที่พบใน rennet ผลิตภัณฑ์ที่ได้บางครั้งก็จะเรียกว่า  พาราเคซีน (paracasein)
ส่วน Chymosin (EC 3.4.23.4) เป็นเอนไซม์ย่อยโปรตีนที่สลายพันธะเพปไทด์ Phe105-Met106 ของเคซีน κ  
และเป็นเอนไซม์ย่อยโปรตีนที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการผลิตชีส 

ในประเทศอังกฤษ  คำว่า  caseinogen  หมายถึงโปรตีนที่ยังไม่จับก้อน  และคำว่า  casein  หมายถึงโปรตีนที่จับก้อนแล้ว
ส่วนเคซีนที่อยู่ในนมมีการเรียกว่า  เป็นเกลือแคลเซียม (salt of calcium)

พลาสติกและใยแก้ว
พลาสติกบางพวกในยุคต้น ๆ ทำมาจากเคซีน
โดยเฉพาะก็คือ พลาสติกที่เรียกว่า galalith ใช้ในการทำกระดุม
นอกจากนั้นแล้ว  ใยแก้วเคซีนก็สามารถทำได้จากการอัดรีด
ผ้าทำมาจากใยเคซีนที่มีชื่อว่า Lanital หรือ Aralac (ในสหรัฐอเมริกา) ได้รับความนิยมในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1930
ส่วนใยแก้วเคซีนที่เป็นผลิตภัณฑ์ประดิษฐ์ขึ้นไม่นานนี้เรียกว่า  QMilch  เป็นใยที่ใช้ในการผลิตผ้านำสมัย

 เคซีเนตและโปรตีนเสริม  
เคซีเนตเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำมาจากเคซีน  ที่ใช้กันมากที่สุดก็คือโซเดียมเคซีเนต () และแคลเซียมเคซีเนต () โดยใช้ในผลิตภัณฑ์เป็นต้นว่า  
 ชีสเทียม
 ครีมเทียมเช่นคอฟฟีเมต
 ครีมโรยหน้าขนม
 ครีมในซุปผงสำเร็จรูป
 โปรตีนเสริม ที่นักกีฬาใช้เพราะค่อย ๆ ย่อย

เคซีเนตที่ใช้บริโภคผลิตโดยละลายเคซีนกับสารละลายแอลคาไลน์  (มีสภาพด่าง)  ที่เหมาะสำหรับการบริโภค เช่น แคลเซียมไฮดรอกไซด์หรือโซเดียมไฮดรอกไซด์  แล้วทำให้แห้งโดยปกติใช้เครื่องพ่นแห้งทำให้กลายเป็นผงเล็ก ๆ

คุณสมบัติอย่างหนึ่งของโมเลกุลเคซีนก็คือสามารถจับเป็นก้อนได้ในท้อง  ซึ่งทำให้เป็นแหล่งสารอาหารที่มีประสิทธิภาพ
คือ  เคซีนที่จับเป็นก้อนนั้น  ปล่อยกรดอะมิโนออกอย่างช้า ๆ เข้าไปในเลือด  บางครั้งเป็นเวลานานหลาย ช.ม. 

ในบางกรณี  มีการขายเคซีนประเภทที่ย่อยแล้วเป็นบางส่วน  เช่นย่อยโดยเอนไซม์คือทริปซิน
แต่ว่า  เคซีนประเภทนี้มีรสขม  และทั้งเด็กทารกทั้งสัตว์ที่ใช้ในการทดลอง  จะชอบใจเคซีนที่ยังไม่ย่อยมากกว่าโปรตีนเช่นนี้ 

ทันตแพทย์และแพทย์แขนงอื่น ๆ
มีการใช้สารประกอบจากเคซีนในกระบวนการคืนแร่ธาตุให้กับฟัน  (Remineralisation of teeth) เพื่อสร้างเสถียรภาพให้กับ amorphous calcium phosphate (ACP) และปล่อย ACP ไปที่ผิวฟัน  ซึ่งช่วยในการคืนแร่ธาตุให้กับฟัน

ประเด็นที่ยังไม่มีข้อยุติ
โรคออทิซึม
แม้ว่าจะมีการใช้วิธีรักษาทางเลือกในระดับสูงสำหรับเด็กที่เป็นโรคออทิซึม  เช่นการทานอาหารที่เว้นจากกลูเทนกลูเทน  (gluten) เป็นโปรตีนประกอบที่พบในอาหารจากข้าวสาลีและธัญญพืชอื่นในสกุลเดียวกันรวมทั้งข้าวบาร์ลีย์และข้าวไรย์  กลูเทนสร้างความเหนียวให้กับแป้งที่ทำจากข้าว  ช่วยทำให้แป้งนั้นฟูขึ้นและรักษารูปทรงเช่นนั้นได้  และบ่อยครั้งทำให้อาหารที่ได้มีลักษณะเหนียว
และเคซีน  แต่ว่า  จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 2008 ก็ยังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่แสดงประสิทธิภาพของการทานอาหารเช่นนี้กับโรค

เคซีน A1/A2 beta ในนม

เคซีน A1 beta และ A2 beta เป็นโปรตีนที่เกิดจากความแตกต่างกันทางกรรมพันธุ์ของสัตว์ที่ให้นม  โดยมีความต่างกันโดยกรดอะมิโนตัวหนึ่ง
คือ  มี proline ที่ตำแหน่ง 67 ของลูกโซ่กรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบของเคซีน A2 beta
ในขณะที่มี histidine ที่ตำแหน่งเดียวกันในเคซีน A1 beta  
เคซีน A1 และ A2 มีปฏิสัมพันธ์กับเอนไซม์ในระบบย่อยอาหารที่ไม่เหมือนกัน  จึงให้กรดอะมิโนที่เป็นผลต่างกัน  
คือ  เกิดเพปไทด์ประกอบด้วยกรดอะมิโน 7 ตัว คือ beta-casomorphin-7 (BCM-7) จากการย่อยเคซีน A1-beta
ซึ่งก็เป็นประเภทที่พบมากที่สุดในนมวัวในยุโรป (นอกจากประเทศฝรั่งเศส) สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย และนิวซีแลนด์

ความสนใจในเรื่องความแตกต่างกันของเคซีน A1 และ A2 เริ่มขึ้นในคริสต์ทศวรรษ 1990 เนื่องจากงานวิจัยทางวิทยาการระบาด
คือ  นักวิทยาศาสตร์ในประเทศนิวซีแลนด์ที่ทำงานศึกษาในสัตว์พบสหสัมพันธ์ระหว่างนมที่มีเคซีน A1 กับโรคเรื้อรังหลายอย่าง  
ซึ่งได้รับความสนใจเป็นอย่างยิ่งจากกลุ่มสื่อ  นักวิทยาศาสตร์บางพวก  และนักลงทุน  
ในต้นทศวรรษที่ 2000 ก็ได้เกิดการก่อตั้งบริษัท A2 ขึ้นในนิวซีแลนด์เพื่อที่จะขายวิธีการทดสอบนม A2 และดำเนินการทางการตลาด  โดยวางตลาดเป็นนมที่ดีต่อสุขภาพมากกว่าเนื่องจากไม่เกิดการย่อยเป็นเพปไทด์เช่นเดียวกับนม A1  
บริษัทมีการดำเนินงานจนกระทั่งถึงกับเรียกร้ององค์กรมาตรฐานอาหารของประเทศออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ (Food Standards Australia New Zealand) ให้ออกกฎบังคับให้แสดงคำเตือนทางสุขภาพสำหรับนมปกติ

โดยเป็นการตอบสนองต่อทั้งความสนใจของประชาชน ทั้งการวางตลาดของนม A2 และทั้งหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่มีการเผยแพร่แล้ว
องค์กรความปลอดภัยอาหารของยุโรป (European Food Safety Authority) ได้ทำการปฏิทัศน์สิ่งตีพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์
แล้วพิมพ์ผลงานปฏิทัศน์ในปี ค.ศ. 2009 ที่แสดงว่าไม่มีความสัมพันธ์กันระหว่างโรคเรื้อรังและการดื่มนม A1 (EFSA review of scientific literature on A1 and A2 milk)
นอกจากนั้นแล้ว  ยังมีงานปฏิทัศน์ต่างหากอีกงานหนึ่งที่พิมพ์ในปี ค.ศ. 2005 ที่ไม่พบความสัมพันธ์กันระหว่างการดื่มนม A1 หรือ A2 กับโรคเรื้อรัง  
งานปฏิทัศน์ทั้งสองงานได้เน้นความอันตรายที่เกิดจากการสรุปค่าสหสัมพันธ์ที่พบในงานวิจัยทางวิทยาการระบาดโดยความเป็นเหตุและผล  และจากการไม่พิจารณาหลักฐานทั้งหมด (คือพิจารณาแต่หลักฐานที่สนับสนุนสมมุติฐานที่เป็นประเด็น ดูความเอนเอียงเพื่อยืนยัน)

ภูมิแพ้ต่อเคซีน 

มีจำนวนน้อยที่แพ้เคซีน 

งานวิจัยในประเทศจีนเกี่ยวกับโรคมะเร็ง

งานวิจัยในประเทศจีนเป็นการศึกษาด้านสุขภาพของประชาชนจีนเป็นจำนวนมากที่ได้รับการสนับสนุนจากทั้งรัฐบาลจีนและทั้งรัฐบาลจีนท้องถิ่น
เป็นงานที่นักวิจัยคือ ดร. ที. คอลิน แคมป์เบลล์ สรุปว่า  กลุ่มชนที่บริโภคโปรตีนจากเคซีนเกินกว่า 10% มีความเสี่ยงต่อโรคมะเร็งเพราะเคซีนทำการสนับสนุนเซลล์มะเร็ง
ส่วน น.พ. นีล ดี. บาร์นาร์ด  ผู้เป็นแพทย์ที่มีชื่อเสียงเกี่ยวกับงานวิจัยที่ใช้การบริโภคอาหารในการรักษาโรค เน้นไปที่โทษของสารที่เป็นผลจากการบริโภคและการย่อยนม A1 โดยกล่าวว่า

ในปี ค.ศ. 2010 หนังสือเกี่ยวกับงานวิจัยในประเทศจีนของ ดร. แคมป์เบลล์ ได้รับคำวิจารณ์จากนักบล็อก ดีนีส มิงเกอร์
และเนื่องจากมีความสนใจในข้อความของเธอจากชนเป็นจำนวนมาก  ในที่สุดมิงเกอร์ก็ได้รับคำตอบจาก ดร. แคมป์เบลล์เอง
โดยที่ ดร. แคมป์เบลล์ ในที่สุดก็สรุปเป็นข้อความว่า  

ดูเพิ่ม
 ชีส
 ผลิตภัณฑ์นม

เชิงอรรถและอ้างอิง

ข้อมูลอื่น
 Campbell, T. Colin and Campbell, Thomas M. The China Study. Benbella Books, 2006.






 Healing Thresholds - summarizes scientific evidence on casein-free diets and other therapies for autism
 Eating without Casein a practical guide to eating and living without casein

 Time Magazine, Monday, December 6, 1936 Lanital 
 Time Magazine, Monday, August 29, 1938 Wool from Cows 

หมวดหมู่:ผลิตภัณฑ์นม
หมวดหมู่:โปรตีน
หมวดหมู่:เนยแข็ง
หมวดหมู่:ฟอสโฟโปรตีน